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摘要:随着人们生活水平的提升,对建筑暖通空调的质量要求变得越来越高。暖通空调已经成为现代建筑的一个组成部分,暖通空调设计也日益受到人们的关注。本文将对建筑工程暖通空调设计的几个关键问题展开讨论,希望对相关从业人员起到借鉴作用。
关键词:建筑工程;暖通空调;设计探讨
1.建筑暖通设计工作概述
一般情况下,暖通设计主要是指工程建设系统中的空调、通风及供暖等方面的综合设计。设计方案中,暖通设计工作会涉及热能、控制工程、动力工程、电工、建筑与环境工程、机械设计等诸多专业,同时也与设备选购以及使用具有非常密切的联系。所以,可以将暖通设计理解为综合性较强的学术领域。近几年来,我国部分地区暖通设计工作连续发生施工问题或事故,诸如防火设置不合理、管道计算不科学、设计施工不合规范、通风量大小控制水平不足等,给后续阶段的其他建设工作造成了不利影响,能源浪费情况十分严重。
2.建筑工程暖通空调设计
2.1设计准备工作
在暖通空调设计准备阶段,设计人员必须认真研究设计要求,理解设计中的具体需求,同时也需要考虑居民的生活要求,确保设计内容的适用性;必须详细研究建筑工程的图样与原始资料,掌握建筑工程所在地的地理位置、大气压力、室外温度、室外相对湿度、室外风速和冬季主导风向、建筑工程室内设计参数等情况。然后根据建筑工程的具体特点、功能要求和特性,选择合适的空调方式。在此期间,要注意的关键问题是:设计人员不但要遵循建筑供暖通风与空气调节设计规范,还要坚持节能、环保、人性化的原则,提升所设计内容的可靠性。
2.2设计冷热源方案
设计人员需要详细研究建筑工程所在地的具体情况,了解建筑工程附近是否有已建或者在建的冷热源供给站,根据数据采集结果来设计冷热源方案。目前在建设过程中,可选择的冷热源方案主要有以下几种:第一,“电制冷+工业余热”冷热源方案。这种方案机房占地面积较大、投资费用较高、运行费用低、环保性好、节能性好[1]。若建筑工程附近有市政热力管道,冷热源方案可采用“市政热力+电制冷”。这种方案机房占地面积属于中等规模、投资费用、运行费用均属于中等水平、环保性好、节能性好。第二,水源热泵供冷供热系统(如北京约克、开利水源热泵)。水源热泵供冷供热系统噪声低,体积小,能效比高、设置灵活,有多种静压可供选择。采用水源热泵供冷供热系统,机房占地面积较大,投资费用较高,运行费用较低,环保性好、节能性好。第三,电制冷加锅炉房冷热源方案。电制冷加锅炉房冷热源方案属于一种较为传统的冷热源方案,机房占地面积较大,初期投资较高,运行费用属于中等水平,运行管理难度属于中等水平,节能性也属于中等水平,但环保性较差。第四,地源热泵冷热源方案。地源热泵以建筑工程所在地周围的岩土体为蓄热体,充分利用浅层地热资源。
2.3选择空调系统形式
目前,建筑工程中常用的空调系统包括全空气空调系统、空气—水空调系统等形式。全空气空调系统以普通的低速单风管系统为代表,主要采用一次回风或二次回风方式,室内热湿负荷全部由空调系统处理过的空气来负担,空气比热、密度小,需空气量多,风管断面大,输送耗能大。空气—水空调系统采用风机盘管与新风相结合的系统、诱导空调系统,由处理过的空气和水共同负担室内热湿负荷,耗能相对较小。若建筑工程冷负荷密度大、潜热负荷大、室内热湿比小,或建筑工程内部空间较大,可采用全空气空调系统。若建筑工程内有多个房间(或区域),各个房间(或区域)的负荷不一致,各个房间(或区域)对制冷的要求各不相同,可采用空气—水空调系统。
2.4为暖通空调选择水系统和适宜的水泵
目前,国内大部分高层建筑暖通空调水系统采用两管制系统。
两管制系统管路少、结构简单、投资费用低。但两管制系统进行供热,无法同时在供冷、供热两种工况下运作,因此在系统应用中,不能选用共用管道进行供热,需要结合具体应用情况进行管道调整,以满足工程的建设需求。两管制系统有一个缺点:两管制系统一般采用循环水泵,在通常情况下,设计人员会按照空调系统的供冷运行工况选择循环水泵;那么,当冬季来临空调转入供热工况时,循环水泵往往无法在高效率区运行,继而造成电能的极大浪费。因此,若暖通空调水系统采用两管制系统,宜分别设置冷水循环泵和热水循环泵。除了两管制系统,空调水系统还有三管水系统与四管水系统。三管水系统可以同时供冷、供热,但不利于节能。四管水系统不仅可以同时供冷、供热,而且节能性好,但结构复杂、造价较高。若建筑工程对暖通空调要求高,需要频繁交替供冷、供热两种工况,可考虑选用四管水系统。
2.5气流组织设计
(1)上送上回方式。上送上回是高层民用建筑空调中广泛采用的一种气流组织方式。采用上送上回方式,送风口可采用散流器或条形风口,回风口可采用百叶式风口或条形风口。上送上回方式将送风量、回风量均匀分布在室内吊顶上,基本上不占用建筑面积,还可令回风总管直接进入吊顶,从而充分利用吊顶上部空间。若采用上送上回方式,必须注意房间的净空不能太高,送风口与回风口必须保持一定的距离。(2)上送下回方式。上送下回方式将回风管布置在房间的下部,需要占用一定的室内建筑面积。但上送下回方式可以使空调室内空气参数更加均匀,这种气流组织方式也更为合理。(3)侧送。如果某个房间内有两个不同高度的吊顶,气流组织方式可采用侧送,送风口采用条形或百叶式风口,喷射贴附射流。采用侧送方式,气流组织较好,人员基本上处于回流区,因此舒适感更高。
3.优化建筑暖通设计工作的改进策略
3.1按照专业规范要求开展设计工作
在开展高层建筑暖通系统设计工作时,一定要重视设计方案的质量控制。对于较为复杂的暖通系统,要将其细化为采暖、通风和空调调节几个部分,然后各个部分的专业设计工作遵循相应的设计规范来有序开展。按照专业要求和规范开展设计工作可以提升设计相关参数的准确性和整体的设计质量,这样可以提供高质量的设计方案,为后续的施工开展做好基础工作[2]。
3.2重视低碳环保设计优化
为了促进建筑行业走上可持续发展之路,在高层建筑暖通系统设计中,要重视暖通系统的环保设计优化工作。对于建筑设计,要从采光和通风的角度来考虑环保节能型,这样可以有效降低建筑物暖通设备的能耗;另外就是设计方案要从长远的角度来考虑问题,要采用先进的低能耗环保设备,可能暖通设备购入的价格较高,但是从长时间的使用情况来看,它可以显著降低能耗,节约了后期的运营成本,这也可以提升经济效益。
3.3提升设计方案的合理性和适用性
为了提升高层建筑暖通设计方案的质量,在设计工作中,要对方案的可行性和适用性进行深入分析,有些设计方案并不是适用于所有的建筑类型。尤其是高层建筑,室内的空气环境和温度受影响的因素较多,要应用暖通系统对室内的空气和温度进行调节,需要考虑多方面的因素。对于一些普通建筑的暖通设计方案,它的功率不一定能满足高层建筑的诸多用户需求。另外就是高层建筑的地昼夜温差变化较大,需要再进行管道材料以及管道厚度和管道本身的保暖性进行重新的考虑。这样才能更好地保证供暖的质量,从而保障用户在居住时的体验。
4.结束语
做好暖通空调系统设计,可以有效提升暖通空调系统的效能,并节约暖通空调的能耗。因此,我们应当认真研究暖通空调设计的各个关键问题,狠抓细节,不断提高暖通空调设计质量。
参考文献:
[1]林波.高层建筑暖通空调设计常见问题及策略[J].建材与装饰,2019(36):96-97.
[2]郭锐.高层建筑暖通空调设计要点分析[J].工程技术研究,2019,4(03):205-206.